TW202223574A - 控制資料儲存裝置溫度之方法及系統 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種控制一資料儲存裝置之一操作溫度之方法。設定該儲存裝置之一臨限溫度。隨著時間之推移，在該資料儲存裝置之操作期間，在複數個時間點量測該儲存裝置之一操作溫度。藉此獲得依據時間而變化之複數個溫度量測值。隨時間累積高於臨限值之溫度量測值以形成一高溫累積值(V high)，且累積低於臨限值之溫度量測值以形成一低溫累積值(V low)。比較該低溫累積值(V low)與該高溫累積值(V high)。若該比較之一結果係該高溫累積值(V high)相對於該低溫累積值(V low)過高，則起始一操作溫度降低動作。

Description

控制資料儲存裝置溫度之方法及系統
本發明係關於資料儲存裝置中之溫度控制。特定言之，其係關於平衡資料儲存裝置(諸如硬碟機)中之效能及冷卻要求。
資料儲存裝置(諸如硬碟機)通常對其等可在操作之外以及操作期間忍受之溫度具有限制。當一儲存裝置未在操作中且僅被儲存時，可容許溫度範圍大體上比在操作期間大，且儲存裝置之實際溫度基本上由環境溫度控管。
一硬碟機之可容許操作溫度範圍通常可為0°C至60°C或0°C至70°C。固態硬碟具有類似可容許操作溫度範圍。除環境溫度之外，一儲存裝置在操作期間之實際溫度亦由儲存裝置上之工作負載及冷卻活動(諸如風扇操作)來控管。操作溫度範圍之限制大體上經設定使得可在儲存裝置之一所要或預期壽命期間維持可靠操作。一儲存裝置之可靠性或耐久性可依據MTBF (即，平均故障間隔時間)來判定。因此，可設定最小及最大操作溫度，使得確保一足夠長的MTBF。在操作期間，最小操作溫度實務上將不受限制，此係因為儲存裝置一經起動便會產生熱。最大操作溫度將更為重要。為了將儲存裝置保持在低於最大操作溫度，可使用諸如風扇之冷卻配置來降低儲存裝置之操作溫度。假若環境溫度遠低於最大操作溫度，則降低儲存裝置上之工作負載亦為容許操作溫度下降之一方式。
將一資料儲存裝置保持在低於最大操作溫度可需要顯著冷卻作用，此繼而可需要強大的風扇，從而增加儲存系統之成本且消耗大量電力。此外，風扇磨損且產生噪音。若需要降低儲存裝置上之工作負載，則調節一儲存裝置之操作溫度亦可導致低於所要效能。此繼而可導致需要更多儲存裝置以能夠始終確保一所需可用容量，藉此增加儲存成本且佔用更多空間。
設計可耐受較高操作溫度之資料儲存裝置係一種可能性，但需要額外成本，就像冷卻配置及冗餘儲存裝置容量。
仍需要控制一資料儲存裝置之操作溫度之有效方式。
本發明之一目的係提供一種控制一資料儲存裝置之操作溫度之高效方法。另一目的係提供一種能夠提供冷卻需求與儲存裝置效能之間之一更好平衡的溫度控制方法。又一目的係提供一種能夠更佳地使用一儲存裝置之溫度控制方法。
本發明之一目的亦為提供一種用於控制一儲存裝置之操作溫度之溫度控制器，其能夠更高效地控制儲存裝置之操作溫度。又一目的係提供一種容許一儲存裝置長時間安全地操作同時平衡冷卻及儲存效能之需求的溫度控制器。
根據一第一態樣，此等及其他目的完全或至少部分由一種控制一資料儲存裝置之一操作溫度之方法達成，該方法包括以下步驟：設定該儲存裝置之一臨限溫度；隨著時間之推移，在該資料儲存裝置之操作期間，在複數個時間點量測該儲存裝置之一操作溫度，藉此獲得依據時間而變化之複數個溫度量測值；隨時間累積高於臨限值之溫度量測值以形成一高溫累積值；隨時間累積低於臨限值之溫度量測值以形成一低溫累積值；比較該低溫累積值與該高溫累積值，及若該比較之一結果係該高溫累積值相對於該低溫累積值過高，則起始一操作溫度降低動作。此一方法能夠控制儲存裝置之操作溫度使得可確保儲存裝置之一所要壽命同時亦高效地利用儲存容量以及冷卻。藉由比較操作溫度高於溫度臨限值之時期與操作溫度低於臨限值之時期，可確保資料儲存裝置之安全操作，而不必受限於始終在由製造商規定之最大可容許操作溫度以下操作。以此方式，可更佳地使用儲存裝置。
在此內容背景中，「過高」意謂高溫累積值與低溫累積值之間的一比率超過一參考比率，或高溫累積值與低溫累積之間的一差超過一預定臨限計數器值。
在下文中，資料儲存裝置有時可被簡稱為一儲存裝置。
操作溫度降低動作可為來自起動一冷卻配置、提高冷卻配置之效能或降低資料儲存裝置之效能之群組的至少一者。
在一變體中，方法進一步包括若比較之結果係低溫累積值相對於高溫累積值足夠大，則提高資料儲存裝置之效能。以此方式，當如此做係安全的時，可從資料儲存裝置獲得提高的效能。
在方法之一些變體中，藉由計算高於臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第一積分來形成高溫累積值，藉由計算低於臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第二積分來形成低溫累積值，且藉由計算該低溫累積值與該高溫累積值之間的一比率而進行比較該低溫累積值與該高溫累積值。此係比較操作溫度高於臨限溫度之時期與操作溫度低於臨限溫度之時期的一實用方式，使得可確保儲存裝置上之熱負載不會過高。
累積及比較之步驟可包括起動一計時器。若在一第一時間點，經量測溫度高於臨限溫度，則方法可包括使一計數器與經量測溫度高於臨限溫度之一度數成比例地遞增。若在該第一時間點，經量測溫度代替性地低於臨限溫度，則方法可包括使計數器與經量測溫度低於臨限溫度之一度數成比例地遞減。接著，比較之結果可為若計數器超過一預定臨限計數器值，則該高溫累積值相對於該低溫累積值過高。
方法可進一步包括比較經量測操作溫度與一最大容許溫度，該最大容許溫度高於臨限溫度，且若經量測操作溫度高於最大容許溫度，則起始一操作溫度降低動作。因此，可不僅基於長期熱負載而且基於一更直接熱負載來調節儲存裝置之操作溫度，以便確保可維持可靠操作。
在一些變體中，方法進一步包括：量測從經量測操作溫度從高於臨限溫度轉變為低於臨限溫度時之一第一時間點至經量測操作溫度下一次從低於臨限溫度轉變為高於該臨限溫度時之一第二時間點的一第一時間間隔；比較該第一時間間隔與一預定最小時間間隔；及若該第一時間間隔短於該預定最小時間間隔，則發出可需要進一步操作溫度降低動作之一指示。即使操作溫度降低動作(諸如冷卻或降低的工作負載)成功地將操作溫度降低至低於臨限溫度，所採取之溫度降低動作仍可能不足以將操作溫度保持在低於臨限溫度達任何時間長度。更多地降低操作溫度使得可更少地應用操作溫度降低動作可為更高效的。例如，持續運行一風扇達五分鐘對於一使用者而言可能不如以短時間間隔多次運行風扇達一分鐘令人惱火。此外，快速返回至高於臨限溫度可為資料儲存裝置帶來更大壓力，使得MTBF下降。
方法可進一步包括監測儲存裝置之操作中之錯誤，且基於錯誤之發生，調整臨限溫度或操作溫度降低動作之至少一者。此一方法在資料儲存裝置或用於控制資料儲存裝置之操作溫度之一溫度控制器的設計期間可為有用的。例如，製造商可調適儲存裝置所標記之臨限溫度。亦可在資料儲存裝置之操作期間進行基於錯誤監測進行調整，使得溫度控制經調適以更佳地確保儲存裝置之安全操作。儲存裝置已在操作中之時間愈長，則其對升高溫度愈敏感。藉由監測錯誤之發生，可在儲存裝置變舊時視需要向下調整臨限溫度。
根據一第二態樣，上述目的完全或至少部分藉由一種用於控制一資料儲存裝置之一操作溫度之溫度控制器達成，該溫度控制器包括一溫度感測器，該溫度控制器進一步包括經組態以執行以下之電路：一臨限溫度設定功能，其用於設定該儲存裝置之一臨限溫度；一溫度量測功能，其用於使用該溫度感測器隨時間在該儲存裝置之操作期間之複數個時間點量測該儲存裝置之一操作溫度，藉此獲得依據時間而變化之複數個溫度量測值；一高溫累積功能，其用於隨時間累積高於臨限值之溫度量測值以形成一高溫累積值；一低溫累積功能，其用於隨時間累積低於臨限值之溫度量測值以形成一低溫累積值；一比較功能，其用於比較該低溫累積值與該高溫累積值；及一操作溫度降低功能，其用於若該比較之一結果係該高溫累積值相對於該低溫累積值過高，則起始一操作溫度降低動作。運用此一溫度控制器，可控制該儲存裝置之該操作溫度，使得可在該儲存裝置之一所要壽命期間確保安全操作。該溫度控制器能夠更靈活地控制該操作溫度，使得只要操作溫度在歷史上尚未過長時間或過高地高於臨限溫度，便可偶爾容許操作溫度高於臨限溫度。因此，考慮到儲存裝置上之壽命熱負載，而不僅僅是瞬時操作溫度。此可能能夠更高效地使用風扇及其他冷卻配置，且可能能夠從資料儲存裝置獲得更佳效能。
溫度控制器可進一步包括經組態以執行一效能提高功能之電路，該效能提高功能用於若比較之一結果係低溫累積值相對於高溫累積值足夠高，則提高儲存裝置之效能。因此，該溫度控制器能夠不僅確保儲存裝置上之熱負載不會過高，而且確保儲存裝置之效能不會不必要地低。
高溫累積功能可經組態以藉由計算高於臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第一積分來形成高溫累積值，且低溫累積功能可經組態以藉由計算低於臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第二積分來形成低溫累積值。在此等實施例中，比較功能經組態以藉由計算該低溫累積值與該高溫累積值之間的一比率來比較該低溫累積值與該高溫累積值。計算積分及該等積分之間的比率係判定該高溫累積值相對於該低溫累積值是否過高之一數學上簡單之方式。
在一些實施例中，溫度控制器進一步包括經組態以執行一第一計時器功能及一計數器功能之電路。在此等實施例中，高溫累積功能經組態以若在一第一時間點，經量測溫度高於臨限溫度，則使計數器與經量測溫度高於臨限溫度之一度數成比例地遞增，低溫累積功能經組態以若在該第一時間點，經量測溫度低於臨限溫度，則使計數器與經量測溫度低於臨限溫度之一度數成比例地遞減，且比較功能經組態以若計數器超過一預定臨限計數器值，則判定高溫累積值相對於低溫累積值過高。此提供監測高溫累積值相對於該低溫累積值之走勢之一簡單而可靠的方式。
溫度控制器可進一步包括經組態以執行用於比較經量測溫度與一最大容許溫度之一溫度比較功能的電路，且操作溫度降低功能可進一步經組態以若該經量測溫度高於該最大容許溫度，則起始一操作溫度降低動作。該最大容許溫度高於臨限溫度。因此，可不僅基於長期熱負載而且基於超過其則儲存裝置不應操作之一較高溫度來控制溫度。
在一些實施例中，溫度控制器進一步包括經組態以執行以下之電路：一第二計時器功能，其用於量測從經量測溫度從高於臨限溫度轉變為低於臨限溫度時之一第一時間點至經量測溫度下一次從低於臨限溫度轉變為高於臨限溫度時之一第二時間點的一第一時間間隔；一時間比較功能，其用於比較該第一時間間隔與一預定最小時間間隔；及一指示符功能，其用於若該第一時間間隔短於該預定最小時間間隔，則發出可需要進一步操作溫度降低動作之一指示。若操作溫度經常高於臨限溫度，則儲存裝置可能更快地磨損，即使總熱負載在歷史上一直是可接受的，如藉由高溫累積值與低溫累積值之一比較而判定。另外，若操作溫度每次保持在低於臨限溫度達較長時期，則可更高效地使用冷卻資源，諸如風扇。
溫度控制器可進一步包括經組態以執行以下之電路：一錯誤監測功能，其用於監測儲存裝置之操作中之錯誤；及一調整功能，其用於基於錯誤之發生來調整臨限溫度及操作溫度降低動作之至少一者。若錯誤比可接受更頻繁發生，則可需要將臨限溫度設定為更低，或操作溫度降低動作可需要更強力。此在該儲存裝置或溫度控制器之設計期間可為有用的。此在儲存裝置之操作期間亦可為有用的，從而容許在必要時調適溫度控制。
根據一第三態樣，上述目的完全或至少部分藉由一種資料儲存裝置達成，該資料儲存裝置包括根據第二態樣之一溫度控制器。該資料儲存裝置可大體上以與第二態樣之溫度控制器相同之方式來體現，且具有伴隨優點。
根據一第四態樣，上述目的完全或至少部分藉由一種非暫時性電腦可讀儲存媒體達成，該非暫時性電腦可讀儲存媒體具有儲存於其上之指令，該等指令用於在於具有處理能力之一裝置上執行時實施根據第一態樣之方法。該儲存媒體可大體上以與第一態樣之方法相同之方式變化。
從下文給出之詳細描述將明白本發明之適用性之進一步範疇。然而，應理解，詳細描述及特定實例雖然指示本發明之較佳實施例，但僅以繪示之方式給出，此係因為熟習此項技術者將從此詳細描述明白在本發明之範疇內之各種改變及修改。
因此，應理解，本發明不限於所描述之裝置之特定組件部分或所描述之方法之步驟，因為此裝置及方法可變化。亦應理解，本文中所使用之術語僅出於描述特定實施例之目的且不旨在為限制性的。必須注意，如本說明書及隨附發明申請專利範圍中所使用，冠詞「一」、「一個」、「該」及「所述」旨在意謂存在元件之一或多者，除非上下文另有明確規定。因此，例如，對「一物件」或「該物件」之引用可包含數個物件及類似者。此外，字詞「包括」並不排除其他元件或步驟。
在圖1中，展示一視訊監視系統1。將在此一視訊監視系統之內容背景中論述本發明。然而，應瞭解，本發明並不以任何方式限於視訊監視，而是大體上適用於資料儲存裝置，無論其等是否連接至一網路。
視訊監視系統1包含連接至一網路3之複數個網路攝影機2。網路3可為任何種類之網路，有線或無線，諸如一區域網路、一廣域網路或一蜂巢式網路。由攝影機2捕捉之視訊可在本地儲存於攝影機2中。更重要地，經捕捉視訊可由攝影機2經由網路3傳輸至一遠端站點，諸如一控制中心4。在控制中心4中，存在用於查看及儲存經接收視訊之設備。可存在運行一視訊管理系統之一電腦5，該視訊管理系統為一操作者提供在一顯示器6上查看經接收視訊之機會。當接收到視訊時，可即時查看該視訊。替代地或額外地，經接收視訊可儲存於一記錄器7中。
例如，若報告已在攝影機2所定位之區域中發生犯罪，則可需要在一稍後時間點擷取視訊以進行查看或分析。此時，重要的是攝影機已在相關時間捕捉相關場景之視訊，且經捕捉視訊已被安全地傳輸至控制中心4。然而，視訊創建之此等部分對於本發明並非特別相關，且因此將不再進一步論述。
在此內容背景中，更重要的是視訊之儲存。記錄器7包括一或多個儲存裝置8。在此實例中，儲存裝置係硬碟機。為了能夠確保相關視訊在需要時可用，必須確保儲存裝置8之可靠操作。需要將自攝影機2接收之視訊資料安全地寫入硬碟機8上。此外，一經寫入，視訊資料便必須被安全地儲存且可在需要時擷取。
隨著時間之推移，硬碟機因使用而磨損。影響硬碟機及其他資料儲存裝置之服務壽命的一個因素係溫度。升高溫度趨於降低MTBF。因此，製造商對硬碟機可在其下儲存及操作之溫度設定限制。如上文所提及，在操作期間，基本上僅可容許操作溫度範圍之上限係一問題。
為了保護硬碟機以免過熱，監測操作溫度，且若操作溫度超過最大可容許操作溫度，則採取動作以降低溫度。此操作溫度降低動作可為開啟一冷卻風扇或其他冷卻配置，或增加此一冷卻配置之功率。其他可能操作溫度降低動作包含降低硬碟機8之效能或甚至將其關閉。若在記錄器7中存在一個以上硬碟機8，則該等硬碟機可輪流儲存傳入視訊資料，藉此容許一個硬碟機冷卻同時將資料寫入至另一硬碟機。
發明人已發現，此方法過於謹慎，且所採取之操作溫度降低動作多於所需。過度的操作溫度控制導致冷卻配置之不必要地高成本及冷卻之高功率消耗。其亦導致降低資料儲存裝置效能及冗餘儲存裝置之較高成本。代替將硬碟機嚴格保持在低於由製造商規定之最大可容許操作溫度或臨限溫度，發明人已發現，可容許操作溫度暫時超過臨限溫度，只要高於臨限溫度之溫度負載與低於臨限溫度之操作時期相比不會過高即可。換言之，假若儲存裝置獲得足夠時段以恢復，則高於臨限溫度達一有限時段之操作係可接受的。因此，根據本發明，應監測資料儲存裝置上之歷史熱負載，且應藉由操作溫度降低動作來藉由低於臨限溫度之操作平衡高於臨限溫度之操作。
現將首先參考圖2a論述儲存裝置8之溫度控制，圖2a展示在不具有溫度控制的情況下儲存裝置8之操作溫度可如何變化之一實例。
在高環境溫度之時期中，操作溫度T op增加，且在低環境溫度之時期中，操作溫度T op減小。此外，在儲存裝置上之高工作負載之時期中，諸如當將大量視訊資料寫入至硬碟機8且當自硬碟機8讀取大量視訊資料時，操作溫度T op增加。若未應用溫度控制，則高環境溫度及高工作負載之不幸組合可導致對硬碟機8有害之操作溫度。因此，硬碟機之預期服務壽命可縮短，從而導致資料丟失及硬碟機8之修復或更換成本。
如已提及，通常應用某種形式之溫度控制以便保護諸如硬碟機8之儲存裝置。在圖2b中，展示硬碟機8之操作溫度變化之另一實例。另外，由製造商規定之操作溫度範圍之一上限T limit由一水平虛線繪示。在此實例中，監測硬碟機8之操作溫度T op，且在其達到上限T limit之任何時間，採取操作溫度降低動作。因此，可起動一風扇或其他冷卻配置，或可增加冷卻功率。替代地或額外地，可降低硬碟機8上之工作負載。以此方式，操作溫度減小。當操作溫度T op已降低達一預定量時，操作溫度降低動作停止。
如從圖2a中之未經調節實例可見，操作溫度取決於環境溫度及工作負載而增加及減小。應瞭解，操作溫度有時在已超過上限T limit之後返回至低於上限T limit，即使未應用操作溫度降低動作，此簡單藉由工作負載自行下降及自然發生之環境溫度之降低。發明人已發現，此可有利地用於減少對主動冷卻之需求且強制降低資料儲存裝置效能。可容許硬碟機8在升高操作溫度下操作達有限時段，只要高於上限之熱負載在歷史上係藉由低於操作溫度範圍之上限之操作來平衡。
參考圖2c，現將論述熱負載之此平衡。再一次展示操作溫度變化之一實例。一水平線標記在操作溫度控制方案中使用之臨限溫度T th。此臨限溫度可或可不相同於由硬碟製造商規定之操作溫度範圍之上限T limit。低於臨限溫度T th之陰影區域被標記為V low，其表示低於臨限溫度T th之溫度負載，而高於臨限溫度之陰影區域被標記為V high，其表示高於臨限溫度T th之溫度負載。低於臨限溫度T th之溫度負載可由一低溫累積值V low表示，且高於臨限溫度T th之溫度負載可由一高溫累積值V high表示。低溫累積值V low及高溫累積值V high可以幾種不同方式之一者來判定，如下文將進一步論述。無論其等如何判定或計算，其等皆以一種或另一方式表示由操作溫度對硬碟機8造成之負載或應力。低溫累積值V low及高溫累積值V high各自分別反映操作溫度T op已低於或高於臨限溫度T th達多長時間及何種程度。
在操作期間監測操作溫度T op，且在一當前時間t 0，基於低溫累積V low與高溫累積值V high之一比較來判定對操作溫度降低動作之可能需求。若高溫累積V high與低溫累積值V low相比足夠小，則判定無需採取任何操作溫度降低動作。另一方面，若發現高溫累積值V high與低溫累積值V low相比過高，則起始一操作溫度降低動作。因此，可起動一風扇，或若風扇已在運行，則可增加風扇之速度。若硬碟機配備有另一冷卻配置(諸如一帕耳帖(Peltier)元件)，則可類似地起動該冷卻配置或可增加此一冷卻配置之效能。降低硬碟機8之操作溫度之另一可能方式係降低其上之工作負載。因此，可暫時停止寫入至硬碟機8，且代替性地將資料緩衝在RAM中或寫入至另一硬碟機。類似地，可中斷自硬碟機8讀取資料。一旦操作溫度T op已降低至一預定降低溫度T red，操作溫度降低動作便停止。
低溫累積值V low及高溫累積值V high可被計算為經量測操作溫度T op隨時間之積分。當操作溫度低於臨限溫度T th時，低溫累積值V low被計算為操作溫度依據時間之積分。此可表達為：
Figure 02_image001
當操作溫度T op高於(或等於)臨限溫度T th時，高溫累積值V high被計算為操作溫度依據時間之積分。此可表達為：
Figure 02_image002
接著，計算高溫累積值V high與低溫累積值V low之間的一比率R：
Figure 02_image003
比較比率R與一參考比率R ref，且若經計算比率R高於參考比率R ref，則高溫累積值V high與低溫累積值V low相比過高。換言之，硬碟機8上直至當前時間t 0之溫度負載已過高，此意謂需要藉由可用操作溫度降低動作之一或多者來降低操作溫度T op。相反地，若經計算比率R低於參考比率R ref，則硬碟機8上直至當前時間之溫度負載係可接受的，且無需降低操作溫度T op。
低溫累積值V low及高溫累積值V high無需藉由最嚴格數學意義上之積分計算來判定。類似地，嚴格來說，其等之比較無需作為一比率之計算來進行。在一實際實施方案中，低及高溫累積值V low、V high之判定及其等之比較可如下文將參考圖2c及圖4描述般進行。較佳地在硬碟機8處於操作中時起動一溫度控制器30中之一計時器21。以預定時間間隔(諸如一分鐘一次或每五分鐘一次)量測硬碟機8之操作溫度T op。一計數器22用於追蹤硬碟機8上之溫度負載。取決於經量測溫度T op是否低於或高於臨限溫度T th，使計數器22遞減或遞增。因此，若在一第一時間點t 1，經量測操作溫度T op高於臨限溫度T th，則計數器增加1。接著，若在下一量測時，在一第二時間點t 2，溫度仍高於臨限溫度T th，則計數器22再次增加1。另一方面，若溫度在第二時間點t 2低於臨限溫度T th，則計數器22減小1。為了更準確地監測熱負載，計時器21之遞增及遞減應與操作溫度高於或低於臨限溫度T th之程度成比例地進行。例如，若操作溫度T op在第一時間點比臨限溫度T th高攝氏2度，則計數器22增加2，且若操作溫度T op在第二時間點比臨限溫度T th高攝氏1度，則計數器再次增加1，從而給予其以比第一時間點t 1之前多3的值。減小計數器22可或可不以與增加相同之比例進行。在其最簡單形式中，若操作溫度在第一時間點t 1比臨限溫度T th低攝氏1度，則計數器22可減小1，且若操作溫度T op比臨限溫度低攝氏2度，則其可減小2。然而，對硬碟機之可靠性之研究可已展示，比例應為不同的，此係因為超出溫度之各度數可需要被低於臨限溫度T th之不同度數或分鐘數抵消。僅作為一實例，可運用比臨限溫度T th低1度之一操作溫度T op下的5分鐘時間來抵消比臨限溫度T th高1度之一操作溫度T op下的5分鐘時間。繼續此實例，可能無法運用比臨限溫度T th低5度之一操作溫度T op下的5分鐘時間或比臨限溫度T th低1度之一操作溫度T op下的25分鐘時間來抵消比臨限溫度高5度之一操作溫度T op下的5分鐘時間。代替性地，可有必要運用低於臨限溫度T th之更長時段來抵消更高超出溫度。僅作為一實例，可需要運用比臨限溫度T th低至少5度之10分鐘或比臨限溫度T th低至少1度之一操作溫度T op下的1個小時來抵消比臨限溫度T th高5度之一操作溫度下的5分鐘。
高溫累積值V high與低溫累積值V low之比較係藉由比較計數器值C與一預定臨限計數器值C th來進行。若計數器值C在一給定時間點高於預定臨限計數器值，則此指示硬碟機8上之歷史溫度負載已過高，且需要操作溫度降低動作。再次，若計數器值C低於臨限計數器值C th，則此指示硬碟機上之歷史溫度負載係可接受的。在該情況中，無需操作溫度降低動作。
無關於用於判定低及高溫累積值V low、V high及其等之比較之確切方法，可由呈一最大容許溫度T max之形式之一絕對溫度限制來補充上文描述之溫度控制方法，如圖2d中指示。最大容許溫度T max係不容許硬碟機超過之一溫度，無論歷史溫度負載如何。因此，關於最大容許溫度T max之控制將基本上以與在本申請案之[先前技術]章節中所描述之先前技術溫度控制方法相同的方式進行。若操作溫度T op達到最大容許溫度T max，則起始操作溫度降低動作，且繼續直至操作溫度已充分降低。
現將藉助於圖3中之流程圖概述新溫度控制方法。在一第一步驟S1中，設定硬碟機8之臨限溫度T th。此可由硬碟機8之製造商預先程式化。在儲存驅動器之操作期間，在步驟S2中，在複數個時間點量測硬碟機8之操作溫度T op。藉此，隨時間量測操作溫度T op，從而給出依據時間而變化之複數個溫度量測值。當在步驟S2中量測之操作溫度T op高於臨限溫度T th時，在步驟S3a中，累積此等高於臨限溫度量測值以形成高溫累積值V high。當經量測操作溫度T op代替性地低於臨限溫度T th時，在步驟S3b中，累積此等低於臨限值之溫度量測值以形成低溫累積值V low。從累積步驟S3a及S3b返回至量測步驟S2之箭頭指示隨時間重複此等步驟，從而更新累積值V low、V high，以便產生操作溫度T op之一歷史記錄。
在步驟S4中，執行一比較，其中比較低溫累積值V low與高溫累積值V high。若比較之結果係高溫累積值V high相對於低溫累積值V low過高，則在步驟S5中起始一操作溫度降低動作。
在迄今為止所描述之方法之一變體中，可添加一額外步驟而使得可提高硬碟機效能。在一選用步驟S6中，若步驟S4中之比較之結果係低溫累積值V low相對於高溫累積值V high足夠大，則提高硬碟機之效能，例如增加資料寫入或讀取速度。以此方式，若硬碟機8上之歷史熱負載已較低，則可為使用者提供較高硬碟機效能。
計時器21或一額外計時器亦可用於追蹤操作溫度降低動作之效果如何。藉由量測從操作溫度在下降途中經過臨限溫度T th時至操作溫度再次超過臨限溫度T th時的時間，可偵測硬碟機在已冷卻之後是否過快地再次變得過熱。若期間硬碟機8在臨限溫度T th以下操作之時間間隔較短，即短於一預定最小時間間隔，則此可意謂所採取之操作溫度降低動作尚不足夠。因此，可發出對此效果之一指示，使得可在將來調整操作溫度降低動作。若溫度控制方法可由使用者輸入來調整，則此對硬碟機之一使用者及硬碟機或用於硬碟機之溫度控制器的製造商兩者可為有用的，此係因為其可在設計期間用作輸入。高於臨限溫度T th之操作時期之間的短時間間隔可對硬碟機8有害，此係因為頻繁溫度變化可為硬碟機帶來額外應力。
可連續地或週期性地監測硬碟機之操作中之錯誤。若發生錯誤或若不可接受地頻繁發生錯誤，則可對溫度控制方案進行調整。因此，可調整或更明確言之降低臨限溫度T th。替代地或額外地，例如，可調整溫度降低動作而提高冷卻效能或進一步降低硬碟機效能。
參考圖4，現將描述根據本發明之一實施例之一溫度控制器30。溫度控制器30具有一溫度感測器31。溫度控制器30亦具有經組態以執行若干功能之電路32。電路32可包含一處理器33，諸如一中央處理單元(CPU)、微控制器或微處理器。處理器33經組態以執行實行溫度控制器30之功能之程式碼。此等功能包含：一臨限溫度設定功能34，其用於設定儲存裝置8之臨限溫度T th；一溫度量測功能35，其用於使用溫度感測器31隨時間在儲存裝置8之操作期間之複數個時間點量測儲存裝置之操作溫度；一高溫累積功能36，其用於隨時間累積高於臨限值之溫度量測值以形成一高溫累積值V high；一低溫累積功能37，其用於隨時間累積低於臨限值之溫度量測值以形成一低溫累積值V low；一比較功能38，其用於比較低溫累積值V low與高溫累積值V high；及一操作溫度降低功能39，其用於若比較之一結果係高溫累積值V high相對於低溫累積值V low過高，則起始一操作溫度降低動作。
圖4中之溫度控制器30根據上文描述之方法來操作。
視情況，溫度控制器30可配備有執行與已描述之方法之變動一致的進一步功能之電路。
因此，在一些實施例中，溫度控制器30包括經組態以執行一效能提高功能40之電路。若比較功能38中之比較之結果係低溫累積值V low相對於高溫累積值V high足夠高，則此效能提高功能40提高儲存裝置8之效能。如上文提及，若證明儲存裝置上之歷史熱負載一直較低，則此能夠從儲存裝置獲得更佳效能。
溫度控制器之一選用溫度比較功能41可能夠比較操作溫度T op與最大容許溫度T max，藉此確保若操作溫度超過最大容許溫度T max則起始操作溫度降低動作，以防止損壞硬碟機8。
溫度控制器30亦可具有一第一計時器功能42及一計數器功能43，其等用於執行計數器遞增方法以累積低及高溫量測值且比較低及高溫累積值V low、V high，如上文關於溫度控制方法描述。第一計時器功能42可採用計時器21，且計數器功能可採用計數器22。
視情況，溫度控制器30可具有一第二計時器功能44、一時間比較功能45及一指示符功能46，其等用於執行追蹤操作溫度T op在已降低之後多快地再次超過臨限溫度T th。因此，若時間比較功能45判定從操作溫度降低至低於臨限溫度T th時至其再一次超過臨限溫度T th時的時間間隔短於預定最小時間間隔，則指示符功能將發出可需要進一步操作溫度降低動作之一指示，如上文在方法之內容背景中所論述。第二計時器功能44可採用與第一計時器功能採用之相同計時器21，或其可採用另一計時器(未展示)。
圖5係根據本發明之一實施例之包含一溫度控制器30的一儲存裝置8之一實施例之一方塊圖。藉由將溫度控制器30整合在硬碟機中，可高效地確保硬碟機之操作溫度之安全控制。若硬碟機8包含於一記錄器7中，則溫度控制器可整合在記錄器7中但與硬碟機8分離。若記錄器7具有一個以上硬碟機8，則此可為特別有利的。在此情況中，一個溫度控制器30可控制記錄器7中之兩個或更多個硬碟機8之操作溫度。此可能夠協調兩個或更多個硬碟機之操作溫度降低動作，使得可確保一個硬碟機可在另一硬碟機需要降低效能以返回至一安全操作溫度T op時用於寫入。在此情況中，可在硬碟機上之歷史熱負載需要冷卻之前起始硬碟機之一者之先制冷卻。
替代地，溫度控制器可單獨配置，且可操作地連接至其應控制其操作溫度之一或多個硬碟機8。
溫度控制器30可在硬體、韌體或軟體或其等之任何組合中體現。當體現為軟體時，溫度控制器可以電腦程式碼或指令之形式提供，其在於具有處理能力之一裝置上執行時將實施上文所描述之溫度控制方法。此裝置例如可為或包含一中央處理單元(CPU)、一圖形處理單元(GPU)、在一積體電路中實施之一定製處理裝置、一ASIC、一FPGA或包含離散組件之邏輯電路。
將瞭解，熟習此項技術者可以許多方式修改上文所描述之實施例且仍使用如上文實施例中所展示之本發明之優點。作為一實例，已主要關於硬碟機描述溫度控制方法及溫度控制器，但如上文提及，其同樣適用於諸如SSD之其他資料儲存裝置。
此外，儘管上文描述最初係關於一視訊監視系統，然此係一實例，以說明可需要安全地且可靠地儲存資料之內容背景。根據本發明之溫度控制方法絕不限於視訊資料之儲存，而是可應用於需要將資料儲存於資料儲存裝置中之任何情形。
如上文所描述，溫度控制器及方法在儲存裝置進入操作時開始追蹤低於及高於臨限溫度之熱負載。在本發明之一些變化形態中，溫度控制可使用一滑動時窗來應用，使得例如在最近一小時、一天或一個月內而非在儲存裝置之整個壽命內累積低及高溫累積值。在儲存裝置上之溫度負載(來自環境溫度及工作負載)相當穩定或循環之情形中，此可為合理的。若儲存裝置已完全關閉達一延長時間，或若其已被修復或復原，則重新起動低及高溫累積值之累積亦可為合理的。
可注意，儘管本發明係關於資料儲存裝置，然亦可存在可應用所揭示溫度控制之其他電子裝置。此溫度控制之先決條件係裝置具有可在低於臨限溫度之操作時期足夠之情況下耐受高於臨限溫度之暫時操作的一類型。
因此，本發明不應限於所展示實施例，而應僅由隨附發明申請專利範圍定義。
1:視訊監視系統 2:網路攝影機 3:網路 4:控制中心 5:電腦 6:顯示器 7:記錄器 8:儲存装置/硬碟機 21:計時器 22:計數器 30:溫度控制器 31:溫度感測器 32:電路 33:處理器 34:臨限溫度設定功能 35:溫度量測功能 36:高溫累積功能 37:低溫累積功能 38:比較功能 39:操作溫度降低功能 40:效能提高功能 41:溫度比較功能 42:第一計時器功能 43:計數器功能 44:第二計時器功能 45:時間比較功能 46:指示符功能 S1:第一步驟 S2:量測步驟 S3a:累積步驟 S3b:累積步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟 t 0:當前時間 t 1:第一時間點 t 2:第二時間點 T limit:上限 T max:最大容許溫度 T op:操作溫度/經量測溫度 T red:預定降低溫度 T th:臨限溫度 V high:高溫累積值 V low:低溫累積值
現將藉由實例且參考隨附示意圖更詳細描述本發明，其中： 圖1係包含一資料儲存裝置之一系統之一圖， 圖2a係展示圖1中之資料儲存裝置中之操作溫度之變化的一圖表， 圖2b係展示在使用一先前技術方法來控制圖1中之資料儲存裝置中之操作溫度的情況下操作溫度的變化之一圖表， 圖2c係繪示高溫累積值及低溫累積值之一圖表， 圖2d係展示根據發明方法之一變體，操作溫度的變化之一圖表， 圖3係繪示根據本發明之一變體之溫度控制方法之一流程圖， 圖4係發明溫度控制器之一實施例之一方塊圖，及 圖5係根據本發明之一實施例之包含一溫度控制器的一儲存裝置之一實施例之一方塊圖。
t0:當前時間
t1:第一時間點
t2:第二時間點
Top:操作溫度/經量測溫度
Tred:預定降低溫度
Tth:臨限溫度
Vhigh:高溫累積值
Vlow:低溫累積值

Claims (15)

  1. 一種控制一資料儲存裝置之一操作溫度之方法，該方法包括以下步驟 設定該儲存裝置之一臨限溫度， 隨著時間之推移，在該資料儲存裝置之操作期間，在複數個時間點量測該儲存裝置之一操作溫度，藉此獲得依據時間而變化之複數個溫度量測值， 隨時間累積高於臨限值之溫度量測值以形成一高溫累積值， 隨時間累積低於臨限值之溫度量測值以形成一低溫累積值， 比較該低溫累積值與該高溫累積值，及 若該比較之一結果係該高溫累積值相對於該低溫累積值過高，則起始一操作溫度降低動作。
  2. 如請求項1之方法，其中該操作溫度降低動作係來自起動一冷卻配置、提高該冷卻配置之效能或降低該資料儲存裝置之效能之群組的至少一者。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包括 若該比較之該結果係該低溫累積值相對於該高溫累積值足夠大，則提高該資料儲存裝置之效能。
  4. 如請求項1之方法，其中 藉由計算高於該臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第一積分來形成該高溫累積值， 藉由計算低於該臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第二積分來形成該低溫累積值，及其中 比較該低溫累積值與該高溫累積值係藉由計算該低溫累積值與該高溫累積值之間的一比率來進行。
  5. 如請求項1之方法，其中累積及比較之該等步驟包括 起動一計時器， 若在一第一時間點，該經量測溫度高於該臨限溫度，則使一計數器與該經量測溫度高於該臨限溫度之一度數成比例地遞增， 若在該第一時間點，該經量測溫度低於該臨限溫度，則使該計數器與該經量測溫度低於該臨限溫度之一度數成比例地遞減，及 該比較之該結果係，若該計數器超過一預定臨限計數器值，則該高溫累積值相對於該低溫累積值過高。
  6. 如請求項1之方法，其進一步包括比較該經量測操作溫度與一最大容許溫度，該最大容許溫度高於該臨限溫度，且若該經量測操作溫度高於該最大容許溫度，則起始一操作溫度降低動作。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包括 量測從該經量測操作溫度從高於該臨限溫度轉變為低於該臨限溫度時之一第一時間點至該經量測操作溫度下一次從低於該臨限溫度轉變為高於該臨限溫度時之一第二時間點的一第一時間間隔， 比較該第一時間間隔與一預定最小時間間隔，及 若該第一時間間隔短於該預定最小時間間隔，則發出可需要進一步操作溫度降低動作之一指示。
  8. 如請求項1之方法，其進一步包括 監測該儲存裝置之操作中之錯誤，及 基於錯誤之發生，調整該臨限溫度或該等操作溫度降低動作之至少一者。
  9. 一種用於控制一資料儲存裝置之一操作溫度之溫度控制器，該溫度控制器包括 一溫度感測器， 該溫度控制器進一步包括經組態以執行以下之電路 一臨限溫度設定功能，其用於設定該儲存裝置之一臨限溫度， 一溫度量測功能，其用於使用該溫度感測器隨時間在該儲存裝置之操作期間之複數個時間點量測該儲存裝置之一操作溫度，藉此獲得依據時間而變化之複數個溫度量測值， 一高溫累積功能，其用於隨時間累積高於臨限值之溫度量測值以形成一高溫累積值， 一低溫累積功能，其用於隨時間累積低於臨限值之溫度量測值以形成一低溫累積值， 一比較功能，其用於比較該低溫累積值與該高溫累積值，及 一操作溫度降低功能，其用於若該比較之一結果係該高溫累積值相對於該低溫累積值過高，則起始一操作溫度降低動作。
  10. 如請求項9之溫度控制器，其進一步包括經組態以執行以下之電路 一效能提高功能，其用於若該比較之一結果係該低溫累積值相對於該高溫累積值足夠高，則提高該儲存裝置之效能。
  11. 如請求項9之溫度控制器，其中 該高溫累積功能經組態以藉由計算高於該臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第一積分來形成該高溫累積值， 該低溫累積功能經組態以藉由計算低於該臨限溫度之溫度量測值依據時間之一第二積分來形成該低溫累積值，及其中 該比較功能經組態以藉由計算該低溫累積值與該高溫累積值之間的一比率來比較該低溫累積值與該高溫累積值。
  12. 如請求項9之溫度控制器，其進一步包括經組態以執行以下之電路 一第一計時器功能，及 一計數器功能，及其中 該高溫累積功能經組態以若在一第一時間點，該經量測溫度高於該臨限溫度，則使計數器與該經量測溫度高於該臨限溫度之一度數成比例地遞增， 該低溫累積功能經組態以若在該第一時間點，該經量測溫度低於該臨限溫度，則使該計數器與該經量測溫度低於該臨限溫度之一度數成比例地遞減，及 該比較功能經組態以若該計數器超過一預定臨限計數器值，則判定該高溫累積值相對於該低溫累積值過高。
  13. 如請求項9之溫度控制器，其進一步包括經組態以執行以下之電路 一第二計時器功能，其用於量測從該經量測溫度從高於該臨限溫度轉變為低於該臨限溫度時之一第一時間點至該經量測溫度下一次從低於該臨限溫度轉變為高於該臨限溫度時之一第二時間點的一第一時間間隔， 一時間比較功能，其用於比較該第一時間間隔與一預定最小時間間隔，及 一指示符功能，其用於若該第一時間間隔短於該預定最小時間間隔，則發出可需要進一步操作溫度降低動作之一指示。
  14. 一種資料儲存裝置，其包括如請求項9之溫度控制器。
  15. 一種非暫時性電腦可讀儲存媒體，其具有儲存於其上之指令以在於具有處理能力之一裝置上執行時實施如請求項1之方法。
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